随着工业的发展,全球气候变暖成了当下热点问题,风能、太阳能等清洁能源大力发展成为当下能源发展的热点。在商业上应用最早的水平轴风力发电机是风力发电机的主流,其技术也比较成熟,但也一直存在着许多问题,如零部件繁多结构复杂使得维修困难、需要定期更换润滑油润滑脂、制造成本高等,长时间偏航将对风机塔架产生危害,影响风机中桨叶的寿命。通过对传统偏航装置系统存在不足的研究,课题组提出一种新型风力磁悬浮偏航系统。该系统是将磁悬浮技术和盘式电机技术引入到偏航系统之中,使得偏航系统结构发生很大变化,大大降低偏航损耗,具有结构简单、利于维护、不需定期润滑等特点,而且可以改善在风机正常运行情况下出现的桨叶震颤损坏及塔身侧弯的问题。磁悬浮偏航系统中完成悬浮和偏航的主要驱动部件是盘式电机,盘式电机作为一种高性能、高可靠性的新型电机,因不再需要机械减速结构而使得系统重量减轻,简化了整个磁悬浮系统的机构,同时该电机具有低速运行平稳、振动噪声低、结构紧凑等特点,正符合风机机舱小型化、轻量化的需求,本文的重点就是对该盘式电机进行设计和优化。首先,本文简要介绍了风机偏航系统和盘式电机的种类,通过比较确定出所选用的盘式电机种类为盘式同步电机。然后进行了定、转子参数计算,确定了分数槽绕组方式及具体参数,得出各相原理接线图,确定定转子铁心硅钢片型号。介绍了三维电磁场分析原理,在Maxwell 3D中建立了盘式电机的3D仿真模型,从电磁场的角度出发,对盘式电机的3D模型进行了有限元分析,分析该电机在静态磁场和瞬态磁场下的性能。发现该电机存在的主要问题是齿槽转矩过大,在此基础上进行了优化设计,从改变槽口宽度、采用定子斜槽以及极槽数配合三个方面进行了优化分析。对三种方法进行了仿真实验,得出每一种情况下的齿槽转矩波形图,对比分析每种方法对齿槽转矩的削弱程度,验证其可行性和优化效果。